柔性電路

柔性電路

柔性電路(Flex Circuits,又稱為Membranous Circuits)是一種將電子元件安裝在柔性基板上組成的特殊電路,基板通常為如聚醯亞胺塑膠、聚醚醚酮或透明導電滌綸等高分子材料。它的特點包括重量輕、厚度薄、柔軟可彎曲。 2015年6月8日,英國《自然-納米技術》雜誌線上公布了中美科學家成功將“可注射”柔性電路套用在小鼠大腦活動監測上的一項研究。

發展歷史

十九世紀電信革命後,人們已經進入資訊時代,孕育中的電子行業在進入新世紀走向了一個良好的開端。通信產業的迅速擴大創造了對批量生產電路的巨大需求。

當1903這一年,柏林人艾伯特·漢森針對於解決電話交換的需求在英國提出了“印刷”電路的專利,在介質基片上製造金屬導體圖案。儘管不是真正的“印刷電路”的方法,這似乎是第一個有記錄的電路發明。

於同一時期,托馬斯·愛迪生在一份書面答覆中也提到了在紙上畫導電跡線的方法,包括選擇性施用聚合物膠粘劑和導電顆粒,這一方法是現代聚合物厚膜技術的基礎。但沒有證據表明他付諸了實踐。

1913年,亞瑟·貝瑞申請了用抗蝕劑塗層和蝕刻金屬方法製造電路的專利;約1918年,發明家Max Schoop採用了金屬火焰噴塗工藝將其商業化;接下來Charles Ducas改進了蝕刻和電鍍;一年後法國人Cesar Parolini想出了在電鍍添加劑領域的改進;那個時代的其他發明者也採用印刷電路板的方法。

1923年,Seymour使用印刷石墨糊製造的層紋路,正式進入了柔性電路的缺口。他描述這個使用蠟紙和杜仲膠作為絕緣體,石墨、鉛和銅作為導電漿料的電路是“可以輸送、傳播、調節沿或跨通道的脈衝;柔韌、比較薄、易彎曲,能夠被製造以承擔各種形式”,並被套用於了一個無線電調諧器。

1933年,Franz在聚合物油墨中首次添加導電粒子,並增加了過程中一個銅電鍍的步驟,這一概念被現代電路製造商採用。Franz在一項專利中描述了三維柔性電路原理下一個聰明的“可摺疊”(accordion,又譯為手風琴)電路,令人驚訝的是當時柔性電路行業尚未充分利用三維彈性概念。

1947年10月,印刷電路技術進入商業領域。

組成結構

部分情況下該電路由五部分組成:柔性基板、帶狀導電銅箔、熱固性粘合劑、表面絕緣保護膜、補強(可根據需要增加)。

套用領域

2013年由日本東京大學的研究人員開發出的一種柔性電路,創建在一個超薄薄膜絕緣層上,僅有2微米厚,每平方米的重量只有3克。這種電路為醫生提供了未來將感測器植入人體內的可能。可以用於監控各種身體數據,比如體溫、血壓以及肌肉或心臟電子脈衝等。

柔性電路 柔性電路

柔性有機電致發光器件或稱有機發光二極體(OLED),基於塑膠、金屬或軟玻璃的柔性基底時可套用生產柔韌可彎曲的顯示器面板。

2015年,美國哈佛大學納米科學家查爾斯·李波及中國國家納米科學中心的方英,帶領他們的研究團隊設計出一種“可注射”到活體組織內的柔性電路,這些由網狀電極構成的電子元件,能裝在針直徑小到0.1毫米的注射器里,注入後不到1小時就可以展開到原來的形狀,實驗已證明可用於檢測小鼠的大腦活動。

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